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12. 在“测量小灯泡电阻”的实验中,电源电压恒为 4.5 V,小灯泡的额定电压为 2.5 V.
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,要求滑片 P 置于 B 端时滑动变阻器接入电路的电阻最大.
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表、电流表示数均较小,接下来的操作是
(3)根据数据绘制 $I$-$U$ 图像,如图丙所示,发现此图像不是直线,原因是灯丝电阻受
(4)实验中所用滑动变阻器的规格可能是（
A. “$10\ \Omega\ \ 2\ \mathrm{A}$”
B. “$20\ \Omega\ \ 2\ \mathrm{A}$”
C. “$50\ \Omega\ \ 1.5\ \mathrm{A}$”
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,要求滑片 P 置于 B 端时滑动变阻器接入电路的电阻最大.
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表、电流表示数均较小,接下来的操作是
将滑动变阻器的滑片 P 向 A 端移动
,多次改变小灯泡两端的电压,记录电压表、电流表的示数.当小灯泡两端的电压为 2.5 V 时,电流表示数如图乙所示,为0.3
A,此时小灯泡的电阻为8.3
$\Omega$(保留 1 位小数).(3)根据数据绘制 $I$-$U$ 图像,如图丙所示,发现此图像不是直线,原因是灯丝电阻受
温度
的影响.(4)实验中所用滑动变阻器的规格可能是（
C
）A. “$10\ \Omega\ \ 2\ \mathrm{A}$”
B. “$20\ \Omega\ \ 2\ \mathrm{A}$”
C. “$50\ \Omega\ \ 1.5\ \mathrm{A}$”
答案
12. (1)如图所示
(2)将滑动变阻器的滑片 P 向 A 端移动 0.3 8.3
(3)温度
(4)C
解析:(1)滑片P置于B端时滑动变阻器接入电路的电阻最大,说明滑动变阻器的滑片左侧电阻丝接入电路,则应将滑动变阻器左下接线柱与开关右侧接线柱相连.(2)电压表测量小灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流,小灯泡不亮,两个电表示数均较小,说明滑动变阻器接入电路的电阻较大,则滑动变阻器的滑片P应该向A端移动;由题图乙可知,电流表示数为0.3 A;小灯泡的电阻$R_L=\dfrac{U_L}{I}=\dfrac{2.5\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}\approx8.3\ \Omega$.(3)由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比.(4)当电路中的电流最小时,电路的总电阻最大,根据题图丙可得,最小电流为0.1 A,此时小灯泡两端的电压约为0.3 V,则滑动变阻器两端的电压约为$4.5\ \mathrm{V}-0.3\ \mathrm{V}=4.2\ \mathrm{V}$,滑动变阻器接入电路的电阻约为$R_滑=\dfrac{U_滑}{I_小}=\dfrac{4.2\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}}=42\ \Omega$,由此可知,滑动变阻器的规格可能是“$50\ \Omega\ \ 1.5\ \mathrm{A}$”.
解析
【分析】
我们一步步梳理这道实验题的解题思路：
1. 第(1)问连接滑动变阻器：要求滑片P在B端时接入电阻最大，说明此时接入电路的电阻丝长度要最长，因此需要将滑动变阻器的左下（A侧）接线柱接入电路，把它和开关的右侧接线柱相连即可满足要求。
2. 第(2)问：闭合开关后小灯泡不亮，两电表示数都小，说明电路是通路但总电阻太大，滑动变阻器接入阻值过大，所以要将滑片向A端移动，减小滑动变阻器接入的电阻。电流表选的是0~0.6A量程，分度值0.02A，读数得到对应电流，再用欧姆定律R=U/I计算小灯泡正常发光的电阻即可。
3. 第(3)问：小灯泡的灯丝是金属材料，金属电阻随温度升高而增大，灯泡电压升高、电流变大时，灯丝温度上升，电阻也变大，因此I-U图像不是直线。
4. 第(4)问：选择滑动变阻器规格时，需要找到实验中滑动变阻器需要接入的最大阻值，对应电路电流最小的时刻，从丙图找到最小电流和此时灯泡的电压，用电源电压减去灯泡电压得到滑动变阻器的电压，再用欧姆定律算出滑动变阻器需要的最大阻值，对比选项选出符合要求的即可。
【解析】
(1) 滑片P置于B端时滑动变阻器接入电阻最大，说明接入电路的电阻丝为A侧到P的部分，因此将滑动变阻器的左下接线柱与开关右侧的接线柱连接，完成电路连接。
(2) 闭合开关后，两电表示数均较小、小灯泡不亮，说明滑动变阻器接入电路的阻值过大，电路电流太小，因此接下来的操作是将滑动变阻器的滑片P向A端移动，减小接入电阻，观察灯泡发光情况。
电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，图乙指针指向0.3A位置，因此电流为0.3A。
根据欧姆定律，此时小灯泡的电阻：$R=\frac{U_{额}}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}\approx8.3\ \Omega$。
(3) 灯丝的电阻随温度的升高而增大，当小灯泡两端电压升高，灯丝功率变大、温度升高，电阻随之变大，因此电流与电压不成正比，I-U图像不是直线。
(4) 由图丙可知，电路的最小电流为0.1A，此时小灯泡两端的电压约为0.3V，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端的电压：$U_{滑}=U_{总}-U_{灯}=4.5\ \mathrm{V}-0.3\ \mathrm{V}=4.2\ \mathrm{V}$，此时滑动变阻器接入的电阻最大：$R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I_{小}}=\frac{4.2\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}}=42\ \Omega$，因此滑动变阻器的最大阻值需要大于42Ω，选择规格为“50 Ω 1.5 A”的C选项。
【答案】
(1)
(2) 将滑动变阻器的滑片 P 向 A 端移动；0.3；8.3
(3) 温度
(4) C
【知识点】
滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用、灯丝电阻与温度的关系
【点评】
本题是测量小灯泡电阻的经典实验题，覆盖了电路连接、实验操作判断、电表读数、电阻特性、滑动变阻器规格选择多个考点，解题核心是利用串联电路规律算出滑动变阻器需要的最大阻值，不少同学容易忽略最小电流对应的滑动变阻器最大阻值，错选小阻值的选项。
【难度系数】
0.6
我们一步步梳理这道实验题的解题思路：
1. 第(1)问连接滑动变阻器：要求滑片P在B端时接入电阻最大，说明此时接入电路的电阻丝长度要最长，因此需要将滑动变阻器的左下（A侧）接线柱接入电路，把它和开关的右侧接线柱相连即可满足要求。
2. 第(2)问：闭合开关后小灯泡不亮，两电表示数都小，说明电路是通路但总电阻太大，滑动变阻器接入阻值过大，所以要将滑片向A端移动，减小滑动变阻器接入的电阻。电流表选的是0~0.6A量程，分度值0.02A，读数得到对应电流，再用欧姆定律R=U/I计算小灯泡正常发光的电阻即可。
3. 第(3)问：小灯泡的灯丝是金属材料，金属电阻随温度升高而增大，灯泡电压升高、电流变大时，灯丝温度上升，电阻也变大，因此I-U图像不是直线。
4. 第(4)问：选择滑动变阻器规格时，需要找到实验中滑动变阻器需要接入的最大阻值，对应电路电流最小的时刻，从丙图找到最小电流和此时灯泡的电压，用电源电压减去灯泡电压得到滑动变阻器的电压，再用欧姆定律算出滑动变阻器需要的最大阻值，对比选项选出符合要求的即可。
【解析】
(1) 滑片P置于B端时滑动变阻器接入电阻最大，说明接入电路的电阻丝为A侧到P的部分，因此将滑动变阻器的左下接线柱与开关右侧的接线柱连接，完成电路连接。
(2) 闭合开关后，两电表示数均较小、小灯泡不亮，说明滑动变阻器接入电路的阻值过大，电路电流太小，因此接下来的操作是将滑动变阻器的滑片P向A端移动，减小接入电阻，观察灯泡发光情况。
电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，图乙指针指向0.3A位置，因此电流为0.3A。
根据欧姆定律，此时小灯泡的电阻：$R=\frac{U_{额}}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}\approx8.3\ \Omega$。
(3) 灯丝的电阻随温度的升高而增大，当小灯泡两端电压升高，灯丝功率变大、温度升高，电阻随之变大，因此电流与电压不成正比，I-U图像不是直线。
(4) 由图丙可知，电路的最小电流为0.1A，此时小灯泡两端的电压约为0.3V，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端的电压：$U_{滑}=U_{总}-U_{灯}=4.5\ \mathrm{V}-0.3\ \mathrm{V}=4.2\ \mathrm{V}$，此时滑动变阻器接入的电阻最大：$R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I_{小}}=\frac{4.2\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}}=42\ \Omega$，因此滑动变阻器的最大阻值需要大于42Ω，选择规格为“50 Ω 1.5 A”的C选项。
【答案】
(1)
(2) 将滑动变阻器的滑片 P 向 A 端移动；0.3；8.3
(3) 温度
(4) C
【知识点】
滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用、灯丝电阻与温度的关系
【点评】
本题是测量小灯泡电阻的经典实验题，覆盖了电路连接、实验操作判断、电表读数、电阻特性、滑动变阻器规格选择多个考点，解题核心是利用串联电路规律算出滑动变阻器需要的最大阻值，不少同学容易忽略最小电流对应的滑动变阻器最大阻值，错选小阻值的选项。
【难度系数】
0.6
